專利名稱：激光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光源。
背景技術(shù)：
由于半導(dǎo)體激光器的技術(shù)進(jìn)步使得大量的新應(yīng)用成為可能。許多這些應(yīng)用需要以橫向基本模式運行且具有優(yōu)秀輻射質(zhì)量的激光器。

發(fā)明內(nèi)容
至少一個實施方式的任務(wù)是，提供一種具有半導(dǎo)體層序列的激光源。此外，至少一個實施方式的任務(wù)是，提供一種用于制造具有半導(dǎo)體層序列的激光源的方法。這些任務(wù)通過具有獨立權(quán)利要求的特征的對象和方法來解決。所述對象和方法的有利實施方式和擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中表明并且從下面的描述和附圖中得出。根據(jù)至少一個實施方式，激光源尤其包括
一具有活性區(qū)域和射線輸出耦合面的半導(dǎo)體層序列，所述射線輸出耦合面具有第一子區(qū)域和與第一子區(qū)域不同的第二子區(qū)域，以及一濾波結(jié)構(gòu)，
其中
一活性區(qū)域在運行時生成具有第一波長范圍的相干的第一電磁射線和具有第二波長范圍的不相干的第二電磁射線，
一第二波長范圍包括第一波長范圍，
一相干的第一電磁射線沿著福射方向從第一子區(qū)域福射出去，
一不相干的第二電磁射線從第一子區(qū)域和第二子區(qū)域輻射出去，以及一濾波結(jié)構(gòu)至少部分地減弱從活性區(qū)域沿著輻射方向輻射出去的不相干的第二電磁射線。在這里和在下文中，“光”或“電磁射線”可以同樣地表示尤其是具有紅外到紫外波長范圍內(nèi)的至少一個波長或波長范圍的電磁射線。在此，第一和第二波長范圍可以包括紫外的波長范圍和/或可見的、即具有大約350nm與大約700nm之間的一個或多個波長的紅色至藍(lán)色的波長范圍。在此，相干的第一電磁射線尤其是可以通過第一波長范圍內(nèi)的具有小于IOnm且優(yōu)選小于5nm光譜寬度的第一光譜來表征，并且可以具有大的相干長度。這尤其可以表示，相干的第一電磁射線具有數(shù)量級從米直至百米或更多的相干長度。由此有可能的是:可以將相干的第一電磁射線準(zhǔn)直和/或聚焦為具有小發(fā)散度和小射束剖面的射束。為此可以在半導(dǎo)體層序列的射線輸出耦合面之后設(shè)置準(zhǔn)直光學(xué)元件和/或聚焦光學(xué)元件，諸如像歪曲透鏡一如圓柱體透鏡，利用該透鏡可以將相干的第一電磁射線準(zhǔn)直和/或聚焦成這樣的射束，該射束可以具有類似于理想高斯射束的射束特征。通過利用固定相位關(guān)系和限制得窄的空間角度范圍的激勵發(fā)射可以在激光源運行時在活性區(qū)域中生成相干的第一電磁射線，而例如可以通過與此同時發(fā)生的自發(fā)發(fā)射生成不相干的第二電磁射線。與來自激勵發(fā)射的電磁射線不同，自發(fā)發(fā)射的電磁射線不具有方向相關(guān)性，因此可以各向同性地生成。由此，不相干的第二電磁射線可以以比相干的第一電磁射線大的角度范圍從射線輸出耦合面輻射出去，并且除了從該射線輸出耦合面的第一子區(qū)域輻射出去以外還可以從第二子區(qū)域輻射出去。此外，不相干的第二電磁射線的第二波長范圍具有比相干的第一電磁射線的第一波長范圍大的光譜分布。因此，不相干的第二電磁射線與相干的第一電磁射線相比具有不同的映射特征并且尤其具有更小的可聚焦性和/或可準(zhǔn)直性。由此有可能的是:與只有相干的第一電磁射線的射束質(zhì)量不同，包括相干的第一電磁射線和不相干的第二電磁射線的電磁射線的射束質(zhì)量顯著地惡化。例如，不相干的第二電磁射線可能在激光投影應(yīng)用中對于外部觀察者來說格外感到干擾。例如，在激光投影應(yīng)用中，由激光源生成的光點可以例如通過一個或多個可移動的偏轉(zhuǎn)鏡在一個表面區(qū)域上移動并且可以調(diào)制其強(qiáng)度。如果該光點例如在整個表面區(qū)域上每秒移動50或60次，則可以在該表面上對外部觀察者產(chǎn)生圖像似的發(fā)光印象，因為人眼不再能夠在時間上分辨各個移動的光點，取而代之是察覺到被照亮的該表面區(qū)域。對于多色投影應(yīng)用來說，還可以使用相互具有不同的波長范圍的多個激光源，所述波長范圍如紅色、綠色和藍(lán)色波長范圍。在此，為了在投影時實現(xiàn)盡可能清晰的顯示和盡可能高的對比度，光點應(yīng)優(yōu)選只通過相干的第一電磁射線在表面上的成像而形成。因為人眼在對光強(qiáng)的察覺方面具有高的動態(tài)范圍，所以不相干的第二電磁射線可導(dǎo)致具有不清晰成像和惡化的對比度的發(fā)光印象。由于在此所述的激光源具有濾波結(jié)構(gòu)，該濾波結(jié)構(gòu)至少部分地減弱從活性區(qū)域沿著輻射方向輻射的不相干的第二電磁射線，所以有可能的是:與常規(guī)的激光相比，從所述激光源輻射的電磁射線的射束質(zhì)量一例如可以專業(yè)人員公知的衍射度量值M2的形式來測量一被顯著改善。所述濾波結(jié)構(gòu)尤其適于，至少在輻射方向上在不相干的第二電磁射線從半導(dǎo)體層序列射出時對其進(jìn)行阻止、偏轉(zhuǎn)或者吸收。此外，這里所述的激光源例如可以有利地用于數(shù)據(jù)存儲或打印應(yīng)用，因為通過至少部分地減少輻射方向上的不相干的第二電磁射線，由于上面所述的從激光源輻射的電磁射線的改善了的可聚焦性和/或可準(zhǔn)直性，可以實現(xiàn)與常規(guī)激光組件相比更高的分辨率。由此可以在這些應(yīng)用中例如實現(xiàn)更高的存儲密度或打印分辨率。此外，由于改善了的射束質(zhì)量使得有可能的是:可以結(jié)合這里所述的激光源使用簡單的、成本低和緊湊的成像光學(xué)元件。相干的第一電磁射線可具有第一強(qiáng)度，而不相干的第二電磁射線可具有第二強(qiáng)度，其中第一強(qiáng)度可以是第二強(qiáng)度的至少兩倍、優(yōu)選至少十倍并且特別優(yōu)選地至少一百倍。在這里和在下文中，強(qiáng)度可以表示每單位面積的電磁射線的能量或光密度。第一和第二強(qiáng)度尤其可以表示射線輸出耦合面上的強(qiáng)度。半導(dǎo)體層序列可以被實施為外延層序列或者具有外延層序列的發(fā)射射線的半導(dǎo)體芯片，即外延生長的半導(dǎo)體層序列。在此，例如可以基于InGaAlN來實施該半導(dǎo)體層序列。應(yīng)將基于InGaAlN的半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體層序列理解為尤其是如下的半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體層序列:其中以外延方式制造的半導(dǎo)體層序列通常具有由不同的單層組成的層序列，該層序列包含至少一個單層，所述單層具有由II1-V族化合物半導(dǎo)體材料體系InxAlyGanyN組成的材料,其中O ≤ X≤ 1, O ≤ y ≤I并且X + y ≤ 1。具有至少一個基于InGaAlN的活性層的半導(dǎo)體層序列例如可以優(yōu)選發(fā)射紫外至綠色波長范圍中的電磁射線?？商鎿Q地或者附加地，半導(dǎo)體層序列或者半導(dǎo)體芯片還可以基于InGaAlP,也就是說，半導(dǎo)體層序列可以具有不同的單層，其中至少一個單層具有由II1-V族化合物半導(dǎo)體材料體系InxAlyGa3l-x-yP組成的材料，其中O≤χ ≤1, O ≤y ≤1并且X + Y ≤ 1。具有至少一個基于InGaAlP的活性層的半導(dǎo)體層序列或半導(dǎo)體芯片例如可以優(yōu)選發(fā)射具有一個或多個在綠色至紅色波長范圍中的光譜分量的電磁射線?？商鎿Q地或者附加地，半導(dǎo)體層序列或者半導(dǎo)體芯片還可以具有其他II1-V族化合物半導(dǎo)體材料體系一例如基于AlGaAs的材料或者具有I1-VI族化合物半導(dǎo)體材料體系。具有基于AlGaAs的材料的活性層可以尤其適于發(fā)射具有一個或多個在紅色至紅外波長范圍中的光譜分量的電磁射線。此外，半導(dǎo)體層序列可以具有襯底，在該襯底上沉積上述II1-V或I1-VI族化合物半導(dǎo)體材料體系。在此，所述襯底可以包括半導(dǎo)體材料，例如上述化合物半導(dǎo)體材料體系。所述襯底尤其可以包括藍(lán)寶石、GaAs、GaP、GaN、InP、SiC、Si和/或Ge，或者由這些材料之一組成。在此，所述襯底對于相干的第一電磁射線和不相干的第二電磁射線來說尤其可以是透明的。半導(dǎo)體層序列可以例如具有常規(guī)的pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單重量子阱結(jié)構(gòu)(SQW結(jié)構(gòu))或者多重量子阱結(jié)構(gòu)(MQW結(jié)構(gòu))作為活性區(qū)域。在本申請范圍內(nèi)，名稱“量子阱結(jié)構(gòu)”尤其是包括每種如下結(jié)構(gòu):其中載流子通過被封閉(“confinement (約束)”)而能夠獲悉其能量狀態(tài)的量化。尤其是，名稱“量子阱結(jié)構(gòu)”不包含對量化維度的說明。因此，名稱“量子阱結(jié)構(gòu)”尤其包括量子溝、量子線和量子點以及這些結(jié)構(gòu)的每種組合。除了活性區(qū)域之外，半導(dǎo)體層序列還可以包括其他的功能層和功能區(qū)域，如P或η摻雜的載流子傳輸層一即電子或空穴傳輸層、未摻雜或者P或η摻雜的約束層、覆蓋層或波導(dǎo)層、阻擋層、平面化層、緩沖層、保護(hù)層和/或電極以及它們的組合?；钚詤^(qū)域或其他功能層和區(qū)域所涉及的這種結(jié)構(gòu)對于專業(yè)人員來說尤其在構(gòu)造、功能和結(jié)構(gòu)方面是公知的，因此在此不再進(jìn)一步闡述。除此之外，也可以將附加的層一例如緩沖層、阻擋層和/或保護(hù)層一垂直于半導(dǎo)體層序列的生長方向例如布置在該半導(dǎo)體層序列周圍，即例如布置在半導(dǎo)體層序列的側(cè)面上。半導(dǎo)體層序列或半導(dǎo)體芯片例如可以是邊緣發(fā)射的激光二極管。這可以尤其表示，射線輸出耦合面由半導(dǎo)體層序列或半導(dǎo)體芯片的側(cè)面構(gòu)成，其中所述射線輸出耦合面也可以包括襯底的側(cè)面。除此之外，射線輸出耦合面還例如可以包括多個側(cè)面。在此，半導(dǎo)體層序列優(yōu)選可以具有第一和第二波導(dǎo)層，在這兩個波導(dǎo)層之間布置有活性區(qū)域。為了使得能夠以橫向基本模式來運行該半導(dǎo)體層序列，布置在該活性區(qū)域的至少一側(cè)上的半導(dǎo)體層序列的層例如可以被結(jié)構(gòu)化為橋形(stegf0rmig)和/或梯形。半導(dǎo)體層序列的這些被稱為橋形波導(dǎo)、肋片波導(dǎo)、“脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)”、“梯形結(jié)構(gòu)”或者“錐形結(jié)構(gòu)”的設(shè)置對于專業(yè)人員是公知的并且在此不進(jìn)一步地講述?？商鎿Q地，半導(dǎo)體層序列或半導(dǎo)體芯片可以是垂直發(fā)射的激光二極管(“VCSEL”)，從而射線輸出耦合面可以通過半導(dǎo)體層序列或半導(dǎo)體芯片的主表面形成。此外，激光源可以包括多個半導(dǎo)體層序列或半導(dǎo)體芯片，或者一個具有多個活性區(qū)域的半導(dǎo)體層序列或半導(dǎo)體芯片。所述激光源尤其是還可以被構(gòu)造為所謂的寬條紋激光器(Breitstreifenlaser)0此外還例如有可能的是，在第一活性區(qū)域中生成這樣的電磁射線，該電磁射線可以在第二活性區(qū)域中例如通過光泵生成所述第一電磁射線。此外，該第一射線源還可以具有例如用于頻率混合或者尤其是用于頻率加倍的元件。這樣的元件可以集成到半導(dǎo)體層序列中、施加在半導(dǎo)體層序列上或者從外部安裝到半導(dǎo)體層序列上。半導(dǎo)體層序列尤其可以具有用于相干的第一電磁射線的光學(xué)共振器。該光學(xué)共振器尤其可以包括第一鏡作為射線輸出耦合面或布置在射線輸出耦合面上，并且包括在半導(dǎo)體層序列的與射線輸出耦合面相對的表面上的第二鏡，在所述第一鏡和第二鏡之間布置有活性區(qū)域。此外可以將半導(dǎo)體層序列實施為所謂的“Distributed Feedback Laser (分布式反饋激光器)”,簡稱DFB激光器。這種DFB激光器具有在輻射方向上周期性結(jié)構(gòu)化的活性區(qū)域。該周期性結(jié)構(gòu)化的活性區(qū)域具有周期性布置的帶有交替的折射率的區(qū)域，這些區(qū)域可以形成導(dǎo)致波長選擇性地反射的干涉光柵或干涉濾波器。這里所提到的共振器結(jié)構(gòu)對于專業(yè)人員是公知的，因此不進(jìn)一步地講述。所述濾波結(jié)構(gòu)可以具有至少一個在輻射方向上布置在半導(dǎo)體層序列后面的第一濾波元件。這可以表示，第一濾波元件被施加或布置在射線輸出耦合面上或者上方。在這里和在下文中，一個層或元件被布置或施加在另一個層或另一元件“上”或“上方”或者被布置或施加在兩個其他層或元件“之間”表示，所述一個層或一個元件被直接地以直接的機(jī)械和/或電接觸的方式布置在所述另一個層或另一個元件上。此外還可以表示，所述一個層或一個元件被間接地布置在所述另一個層或另一個元件上或上方。那樣的話在此可以在所述一個層和所述另一個層之間布置其他層和/或元件。此外，第一濾波元件可以布置在如上所述的共振器鏡上或者被構(gòu)造為共振器鏡的一部分。替換于此地，第一濾波元件可以與半導(dǎo)體層序列分開地布置，并且尤其是與射線輸出耦合面分開和有間距地布置。激光源例如可以具有殼體，在該殼體中布置半導(dǎo)體層序列并且該殼體具有射線輸出I禹合窗，該射線輸出I禹合窗具有第一濾波兀件或者通過第一濾波元件構(gòu)成。尤其是，第一濾波元件可以覆蓋射線輸出耦合面的第一子區(qū)域和/或第二子區(qū)域，或者可以布置在所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域中的至少一個后面。所述至少一個第一濾波元件例如可以對于電磁射線來說具有與角度有關(guān)的和/或與波長有關(guān)的透射率或透明度。在此，可以優(yōu)選地定義相對于相干的第一電磁射線的輻射方向的輻射角度，簡稱“角度”。因此，0°的角度可以表示與輻射方向平行的方向。在此，與角度和/或波長有關(guān)的透射率可以表示，電磁射線與角度一電磁射線以該角度入射到第一濾波元件上、即入射角有關(guān)地和/或與波長有關(guān)地不同強(qiáng)度地透射。尤其是第一濾波元件的與角度和/或波長有關(guān)的反射和/或吸收可以伴隨有與角度和/或波長有關(guān)的透射。在此適用公知的原理，即透射、反射和吸收的強(qiáng)度的總和對應(yīng)于入射到第一濾波元件上的電磁射線的強(qiáng)度。與角度有關(guān)的透射率或透明度例如可以隨著角度增加而下降。對于0°的角度來說，透射率或透明度例如可以具有最大值，而對于大于0°的角度來說,透射率或透明度可以具有小于該最大值的值。在此，0°時的最大值可以是表征與角度有關(guān)的透射率的函數(shù)的局部或全局最大值。此外，可替換地或者附加地，與波長有關(guān)的透射率或透明度可以隨著與第一波長范圍之間的偏差增加而下降。這可以表示，所述至少一個第一濾波元件對于相干的第一電磁射線的第一波長范圍具有最大的透射率或透明度，并且對于與第一波長范圍不同的波長范圍具有較小的透射率或透明度。在此，最大的透射率可以是表征與波長有關(guān)的透射率的函數(shù)的局部或全局最大值。如上所述，從活性區(qū)域能夠以在被限制得窄的角度范圍輻射相干的第一電磁射線，而以各向同性地或者以朗伯特輻射特性并且因此以大的角度范圍輻射不相干的第二電磁射線，由此恰好在沒有濾波結(jié)構(gòu)的激光源的遠(yuǎn)場中在較大角度的情況下可以察覺到不相干的第二電磁射線并且可能導(dǎo)致對射束質(zhì)量和發(fā)光印象的惡化。通過具有與角度有關(guān)的透射率的第一濾波元件尤其有可能的是，由半導(dǎo)體層序列以小于極限角的角度輻射的電磁射線比以大于該極限角的角度輻射的電磁射線經(jīng)歷更小的反射和/或吸收并且因此經(jīng)歷更大的透射。在此，所述極限角可以小于或等于40°，優(yōu)選小于或等于30°并且特別優(yōu)選地小于或等于20°。所述極限角尤其是還可以對應(yīng)于相干的第一電磁射線的發(fā)散角。此外，第一濾波元件在角度大于該極限角情況下的透射率可以小于或等于20%，優(yōu)選小于或等于10%并且特別優(yōu)選地小于或等于5%。第一濾波元件例如可以具有布拉格鏡或者被實施為布拉格鏡。在此，布拉格鏡可以具有多個層對，所述層對分別包括具有不同折射率的兩個層。在此，這些層可以分別具有約為相干的第一電磁射線的光學(xué)波長的四分之一的厚度。在此，適當(dāng)?shù)牟牧峡梢允墙饘倩虬虢饘傺趸锖?或金屬或半金屬氮化物。金屬氧化物或半金屬氧化物可以具有鋁、硅、鈦、鋯、鉭、鈮或者鉿。此外，氮化物可以具有所述金屬和半金屬中的至少一種，例如氮化硅。所述金屬氧化物或半金屬氧化物特別優(yōu)選地包括如下材料中的至少一種:所述材料是氧化鈮、二氧化鉿、氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鉭和二氧化鋯。通過具有這種布拉格鏡或者被構(gòu)造為這種布拉格鏡的第一濾波元件，可以通過選擇這些層的材料和厚度以及層對的數(shù)目一如大于或等于5并且小于或等于20—來如上所述地調(diào)整與角度有關(guān)的透射率。由于布拉格鏡與角度有關(guān)的透射率，以大于上述極限角入射到第一濾波元件上的不相干的第二電磁射線可以被該第一濾波元件反射回半導(dǎo)體層序列的方向，從而可以減弱由活性區(qū)域沿著輻射方向輻射的不相干的第二電磁射線。同時，布拉格鏡還可以具有與波長有關(guān)的透射率以及與波長有關(guān)的反射率。在此，與波長有關(guān)的反射率典型地可以由與波長有關(guān)的、具有一個全局主最大值和除此之外多個局部次最大值的函數(shù)來表征?？梢杂绕溆欣氖菍⒉祭耒R實施為使得與波長有關(guān)的反射率的局部次最大值位于第一波長范圍中。因此，相干的第一電磁射線的第一波長范圍例如可以對應(yīng)于與波長有關(guān)的反射率的第一局部次最大值的波長范圍,尤其對應(yīng)于全局主最大值的短波側(cè)上的第一局部次最大值。
替換于或附加于可以包括布拉格鏡或可以是布拉格鏡或者可以根據(jù)其他在下面描述的實施方式構(gòu)造的第一濾波元件，所述濾波結(jié)構(gòu)可以具有至少一個第二濾波元件，該第二濾波元件可以布置或施加在半導(dǎo)體層序列的與射線輸出耦合面相對的表面上。在此，第二濾波元件對于電磁射線可以具有與角度有關(guān)的透射率，其中所述透射率可以隨著相對于輻射方向的角度增加而增加。這可以表示，具有與角度有關(guān)的透射率的第二濾波元件可以在其透射率以及反射率方面在原理上與上述具有與角度有關(guān)的透射率的第一濾波元件相反地起作用。通過具有與角度有關(guān)的透射率的第二濾波元件尤其有可能的是，由半導(dǎo)體層序列以小于極限角的角度輻射的電磁射線比以大于所述極限角的角度輻射的電磁射線經(jīng)歷更大的反射并且因此經(jīng)歷更小的透射。在此，所述極限角可以是小于或等于40°，優(yōu)選小于或等于30°并且特別優(yōu)選地小于或等于20°。第二濾波元件在角度大于極限角情況下的透射率尤其可以小于或等于20%，優(yōu)選小于或等于10%并且特別優(yōu)選地小于或等于5%。此外，第二濾波元件在角度小于或等于極限角的情況下的反射率可以大于50%，優(yōu)選大于90%并且特別優(yōu)選地大于99%。因此有可能的是，尤其是以大于極限角的角度入射到第二濾波元件上的不相干的第二電磁射線可以通過第二濾波元件并且因此通過與射線輸出耦合面相對的表面被輻射出去，而相干的第一電磁射線可以被第二濾波元件反射回半導(dǎo)體層序列中并且因此反射回輻射方向。替換于此地，第二濾波元件可以具有如第一濾波元件那樣的角度相關(guān)性，從而不相干的第二電磁射線在第二濾波元件上被反射，并且相干的第一電磁射線的一部分一例如小于10%，優(yōu)選小于5%并且特別優(yōu)選地小于1%—可以通過該第二濾波元件被輻射出去。例如當(dāng)在半導(dǎo)體層序列的與射線輸出耦合面相對的表面后面布置射線檢測器如光電二極管時，這種實施方式可以是有利的，其中利用所述光電二極管可以檢測通過濾波元件所輻射的相干的第一電磁射線。所述射線檢測器例如可以是功率調(diào)節(jié)裝置中用于調(diào)節(jié)激光源的輻射強(qiáng)度的元件。對于射線檢測器信號的高信噪比來說，第二濾波元件可以是有利的。第二濾波元件尤其可以被構(gòu)造為布拉格鏡，所述布拉格鏡施加在與射線輸出耦合面相對的表面上并且可以具有至少一種上述用于布拉格鏡的材料。在具有布拉格鏡的第一或第二濾波元件的情況下，所述濾波結(jié)構(gòu)還可以被實施為上述用于相干的第一電磁射線的共振器的一部分。這可以表示，第一和/或第二濾波元件是相應(yīng)的共振器鏡的一部分或者也可以被分別實施為共振器鏡。此外，第一濾波元件可以具有透射率與波長有關(guān)的第一濾波元件，該第一濾波元件可以被實施為標(biāo)準(zhǔn)具，例如被實施為Fabry-Perot干涉儀。此外，第一濾波元件例如可以具有玻璃板，該玻璃板具有兩個平面平行的主表面。此外，這兩個主表面可以具有提高或降低相應(yīng)的反射率的涂層，如由上述實施的用于布拉格鏡的材料形成的涂層。所述標(biāo)準(zhǔn)具尤其可以布置在半導(dǎo)體層序列的射線輸出耦合面上?？商鎿Q地，有利的是標(biāo)準(zhǔn)具不是直接布置在半導(dǎo)體層序列上，而是被實施為與半導(dǎo)體層序列分開的組件。在此，所述標(biāo)準(zhǔn)具可以優(yōu)選被實施為殼體窗的一部分或者被實施為殼體窗。所述標(biāo)準(zhǔn)具的與波長有關(guān)的透射率可以通過對光學(xué)共振器的材料和厚度的選擇并且此外通過對至少一個所述主表面上的涂層的選擇來被選擇為使得相干的第一電磁射線的第一波長范圍對應(yīng)于所述標(biāo)準(zhǔn)具的透射率最大值的波長范圍。在此可以將標(biāo)準(zhǔn)具理解為光學(xué)帶通濾波器。通過不相干的第二電磁射線的第二波長范圍包括第一波長范圍、即大于第一波長范圍，第二波長范圍超出第一波長范圍的部分可以被標(biāo)準(zhǔn)具沿著輻射方向至少部分地減弱。不相干的第二電磁射線尤其可以被標(biāo)準(zhǔn)具反射。在此有利的可以是將標(biāo)準(zhǔn)具在輻射方向上布置為使得所述標(biāo)準(zhǔn)具的平面平行的主表面與輻射方向包圍小于90°的角，因為由此例如可以阻止或者至少減少不相干的第二電磁射線被反射到半導(dǎo)體層序列中。具有布拉格鏡或標(biāo)準(zhǔn)具的第一濾波元件尤其可以與具有上述DFB結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層序列相組合，因為DFB結(jié)構(gòu)的波長選擇性特征可以容易地與布拉格鏡和/或標(biāo)準(zhǔn)具的波長選擇性特征相協(xié)調(diào)。在此，將第一濾波元件直接布置在半導(dǎo)體層序列上可以是尤其有利的。此外，第一濾波元件可以具有光學(xué)帶緣濾波器、即光學(xué)的高通或低通濾波器。在此，可以將光學(xué)帶緣濾波器的極限頻率選擇為使得相干的第一電磁射線優(yōu)選在不減弱的情況下被第一濾波元件透射，但是不相干的第二電磁射線的第二波長范圍超出第一波長范圍的短波側(cè)或長波層的部分卻在輻射方向上被減弱。在此，光學(xué)帶緣濾波器例如可以具有布拉格鏡或吸收性的濾色器。光學(xué)帶緣濾波器附加地可以具有如下所述的飽和特性。光學(xué)帶緣濾波器可以直接布置在半導(dǎo)體層序列上或者作為單獨的組件在輻射方向上布置在半導(dǎo)體層序列后面。尤其在吸收性帶緣濾波器的情況下，可以通過被布置為單獨的組件來避免半導(dǎo)體層序列的射線輸出耦合面的變熱，由此可以提高半導(dǎo)體層序列的使用壽命和最大輸出功率。此外，第一濾波元件可以具有帶有對于電磁射線來說不透明材料的層。在此，所述不透明材料例如可以是硅、鎵、鍺、鋁、鉻或鈦或者它們的組合。在此，所述具有不透明材料的層可以至少部分地布置在射線輸出耦合面的第二子區(qū)域上或上方。具有不透明材料的所述層尤其可以布置在整個第二子區(qū)域上或上方。此外，所述不透明材料可以被結(jié)構(gòu)化地施加在射線輸出耦合面上，使得除了第一子區(qū)域之外的整個射線輸出耦合面都被該不透明材料覆蓋。為此，該具有不透明材料的層可以在射線輸出耦合面的第一子區(qū)域上方具有開口。在此，該層例如可以被實施為針孔光闌。由此可能的是，不會再有不相干的第二電磁射線通過射線輸出耦合面的第二子區(qū)域被輻射出去。在此，對具有不透明材料的層的結(jié)構(gòu)化施加例如可以借助于熱、電子或離子支持的施加法，例如蒸鍍、電子或離子支持的氣相沉積或者噴鍍。在此，例如可以借助于掩模結(jié)構(gòu)化地施加所述不透明材料。替換于借助于掩模的施加，可以借助于上述方法之一將具有不透明材料的層大面積地施加在射線輸出耦合面的第一和第二子區(qū)域上。在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中，諸如在氧和/或氮環(huán)境中，可以以光化學(xué)方式轉(zhuǎn)化第一子區(qū)域中的層。例如可以根據(jù)環(huán)境借助于光作用將例如可能具有上述材料之一的不透明材料以光化學(xué)方式轉(zhuǎn)化為透明的氧化物、氮化物或者氮氧化物。在此，所述光作用可以通過外部射線源一如激光器并且此外例如通過借助于掩模的結(jié)構(gòu)化照射來進(jìn)行。可替換地或者附加地，用于光化學(xué)轉(zhuǎn)化的光作用可以通過相干的第一電磁射線來進(jìn)行。為此可以在方法步驟A)中提供半導(dǎo)體層序列，在進(jìn)一步的步驟B)中將具有不透明材料的層如上所述那樣大面積地施加在射線輸出耦合面的第一和第二子區(qū)域上。此后可以在方法步驟C)中將半導(dǎo)體層序列在氧氣和/或氮氣環(huán)境中投入運行。如上所述，相干的第一電磁射線可以具有比不相干的第二電磁射線高得多的強(qiáng)度。由此可能的是，雖然相干的第一電磁射線可以觸發(fā)具有不透明材料的層轉(zhuǎn)化為透明的氧化物、氮化物或氮氧化物的光化學(xué)反應(yīng)，但是不相干的第二電磁射線不能。由此，該光化學(xué)反應(yīng)恰好只能在第一子區(qū)域中被觸發(fā)，在該第一子區(qū)域，相干的第一電磁射線從射線輸出耦合面輻射出去。替換于或附加于上述光化學(xué)反應(yīng)，還可以在不透明材料中觸發(fā)光熱反應(yīng)，其中可以通過外部射線源或來自射線輸出耦合面的第一子區(qū)域的相干的第一電磁射線例如蒸發(fā)該不透明材料。在所述光化學(xué)和/或光熱反應(yīng)之后，可以在另一方法步驟中用另一個層一如由在上面結(jié)合布拉格鏡所述的金屬氧化物或半金屬氧化物或金屬或半金屬氮化物構(gòu)成的鈍化層一對這樣制造的在第二子區(qū)域上方不透明而在第一子區(qū)域上方透明的層進(jìn)行鍍層。由此可以持續(xù)地保護(hù)該具有不透明材料的層。此外，至少一個第一濾波元件可以具有對于電磁射線來說與強(qiáng)度有關(guān)的透射率。如上所述，相干的第一電磁射線可以具有第一強(qiáng)度，該第一強(qiáng)度大于不相干的第二電磁射線的第二強(qiáng)度。這可以表示，第一濾波元件對于強(qiáng)度大于或等于第二強(qiáng)度的電磁射線來說不透明。然而，對于具有等于第一強(qiáng)度的強(qiáng)度的電磁射線來說，第一濾波元件是透明的。由此可能的是，第一濾波元件雖然對于相干的第一電磁射線是透明的，但是對于不相干的第二電磁射線是不透明的。在此，該第一濾波元件可以大面積地施加在射線輸出耦合面的第一和第二子區(qū)域上?？商鎿Q于此地，可以將半導(dǎo)體層序列的第一濾波元件在輻射方向上作為單獨的組件布置在第一和第二子區(qū)域上方。該第一濾波元件例如可以施加在共振器鏡上。此外，第一濾波元件的與強(qiáng)度有關(guān)的透射率的特征在于，該透射率隨著強(qiáng)度升高而變大。在此，透明度可以從極限強(qiáng)度起具有飽和特性。這可以表示，從極限強(qiáng)度起第一濾波元件的透射率不再與強(qiáng)度有關(guān)并且第一濾波元件的透射率在強(qiáng)度大于或等于該極限強(qiáng)度時具有最大值。在此，所述極限強(qiáng)度優(yōu)選大于第二強(qiáng)度并且小于第一強(qiáng)度。第一濾波元件例如具有如下半導(dǎo)體材料:該半導(dǎo)體材料具有帶隙，并且該帶隙小于相干的第一電磁射線的能量。在此，具有波長范圍的電磁射線的能量可以指對應(yīng)于所述波長范圍的中心波長的能量。此外，所述帶隙可以小于不相干的第二電磁射線的能量。由于所述帶隙小于相干的第一電磁射線和/或不相干的第二電磁射線的能量，有可能的是，相干的第一電磁射線和/或不相干的第二電磁射線在半導(dǎo)體材料中可以通過吸收相干的第一電磁射線或不相干的第二電磁射線來生成激勵的電子狀態(tài)。優(yōu)選地將在對激勵的電子狀態(tài)進(jìn)行去激勵時重新釋放的能量作為半導(dǎo)體材料中的熱、如作為晶格振動輸出。通過與電子狀態(tài)的激勵相聯(lián)系的吸收，可以減弱相干的第一電磁射線和/或不相干的第二電磁射線。根據(jù)入射到半導(dǎo)體材料上的強(qiáng)度和激勵的電子狀態(tài)的壽命，可以在該半導(dǎo)體材料中在極限強(qiáng)度的情況下實現(xiàn)一種狀態(tài)，在該狀態(tài)下半導(dǎo)體材料不能進(jìn)一步吸收入射的電磁射線，從而該半導(dǎo)體材料從現(xiàn)在開始是透明的。半導(dǎo)體材料的這種特性也可以被稱為飽和特性。在此，透明狀態(tài)可尤其與局部入射到半導(dǎo)體材料上的強(qiáng)度有關(guān)。這可以表示，第一濾波元件可以在至少一個第一子區(qū)域中是透明，在該第一子區(qū)域中入射的電磁射線的強(qiáng)度足以引起透明狀態(tài)并且因此大于或等于極限強(qiáng)度。同時，第一濾波元件在第二子區(qū)域中仍是吸收性的，因此在該區(qū)域中不是或者至少不完全是透明的，其中在該第二子區(qū)域中入射的電磁射線的強(qiáng)度低于極限強(qiáng)度。因此，所述極限強(qiáng)度尤其是可以通過對半導(dǎo)體材料的選擇而調(diào)整為使得第二強(qiáng)度恰好小于極限強(qiáng)度，從而第一濾波元件在射線輸出耦合面的第二子區(qū)域上方是不透明的。在此，極限強(qiáng)度可以小于第一強(qiáng)度，從而第一濾波元件在射線輸出耦合面的第一子區(qū)域上方是透明的并且相干的第一電磁射線可以通過該第一濾波元件被輻射出去。在此，半導(dǎo)體材料的帶隙與不相干的第二電磁射線的平均能量之間的差可以對應(yīng)于第二波長范圍的至少一半寬度。由此可能的是，不相干的第二電磁射線的至少80%，優(yōu)選至少90%并且特別優(yōu)選地全部、即多于99%可以被第一濾波元件吸收。在此，所述差例如可以大于或等于IOmeV或者小于或等于15meV。對與強(qiáng)度有關(guān)的透射率和極限強(qiáng)度的調(diào)整例如可以通過半導(dǎo)體材料的厚度、晶體質(zhì)量和對半導(dǎo)體材料的選擇來進(jìn)行。在此，可以透射通過第一濾波元件的半導(dǎo)體材料的電磁射線份額可以與半導(dǎo)體材料的或具有該半導(dǎo)體材料的層的厚度成逆指數(shù)關(guān)系。在此，所述厚度例如可以被選擇為使得以小于極限強(qiáng)度的強(qiáng)度入射在第一濾波元件上的電磁射線中被該第一濾波元件透射的份額小于或等于Ι/e并且優(yōu)選小于或等于Ι/e2，其中e是歐拉數(shù)。第一濾波元件例如可以具有II1-V半導(dǎo)體材料體系一例如InAlGaAs、InGaAlP和InGaAlN, I1-VI半導(dǎo)體材料體系一例如ZnSe和ZnS、或者半導(dǎo)體材料一如Si和Ge中的一種或多種材料。此外，所述半導(dǎo)體材料可以用C、Mg、Zn、S1、Te、Se、Fe、Cr和O中的一種或多種材料來摻雜。第一濾波元件例如可以具有帶有該半導(dǎo)體材料的層。此外，第一濾波元件可以具有兩個介電層，在這兩個介電層之間布置具有該半導(dǎo)體材料的層。在此，將具有該半導(dǎo)體材料的層嵌入在兩個介電層之間可以借助于層序列的沉積來進(jìn)行。在此，所述半導(dǎo)體材料可以形成外延生長層或者也可以形成多晶核的或者非結(jié)晶的層。所述介電層例如可以具有結(jié)合上述布拉格鏡所提到的氧化物材料或氮化物材料?？商鎿Q地或者附加地，具有所述半導(dǎo)體材料的層可以具有基質(zhì)材料，優(yōu)選介電的氧化物材料或者氮化物材料，其中可以以非結(jié)晶形式嵌入所述半導(dǎo)體材料。具有所述半導(dǎo)體材料的層例如可以具有SiN作為基質(zhì)材料，在該基質(zhì)材料中嵌入非結(jié)晶的Si。替換于或附加于所述半導(dǎo)體材料，第一濾波元件可以具有波長轉(zhuǎn)換材料，該波長轉(zhuǎn)換材料適于將具有第二波長范圍的不相干的第二電磁射線轉(zhuǎn)換成具有與第二光譜不同的第三波長范圍的電磁射線。在此，波長轉(zhuǎn)換材料可以如所述半導(dǎo)體材料那樣具有極限強(qiáng)度和飽和特性。波長轉(zhuǎn)換材料的極限強(qiáng)度可以通過對材料的選擇和厚度被調(diào)整為使得不相干的第二電磁射線還不能使第一濾波元件飽和，而相干的第一電磁射線的第一強(qiáng)度大于極限強(qiáng)度，從而第一濾波元件在射線輸出耦合面的第一子區(qū)域上方飽和并且因此對于相干的第一電磁射線的至少一部分是透明的。附加地或可替換地，在對激勵的電子狀態(tài)進(jìn)行去激勵時，上述半導(dǎo)體材料還可以輻射具有第三光譜的電磁射線并且因此至少部分地起到波長轉(zhuǎn)換材料的作用。在此有利的是，第三波長范圍位于例如紅外波長范圍中并且因此對于人眼不再可察覺。可替換地或者附加地，所述濾波結(jié)構(gòu)可以具有第三濾波元件，該第三濾波元件布置在第一濾波元件的后面并且對于具有第三波長范圍的電磁射線來說是不透明的。在此，第三濾波元件尤其是可以對于相干的第一電磁輻射來說是透明的。第三濾波元件例如可以包括吸收性的濾色器。第三濾波元件例如可以作為單獨的組件一如作為殼體窗或殼體窗的一部分一在輻射方向上布置在第一濾波元件的后面。由此，例如可以降低射線輸出耦合面上的熱負(fù)荷，從而可以提高半導(dǎo)體層序列的使用壽命。所述波長轉(zhuǎn)換材料可以具有下列材料中的一種或多種:稀土和堿土金屬的石榴石(Granate)，例如YAG: Ce3"、氮化物、氮硅酸鹽、Sione (二氧化硅)、硅鋁氧氮聚合材料、鋁酸鹽、氧化物、鹵化磷酸鹽、正硅酸鹽、硫化物、釩酸鹽和氯硅酸鹽。此外，附加地或可替換地，波長轉(zhuǎn)換材料可以包括有機(jī)材料，所述有機(jī)材料可以選自如下組:所述組包括二萘嵌苯、苯并芘、香豆素(Coumarine)、若丹明以及含氮的色素。波長轉(zhuǎn)換層可以具有所述波長轉(zhuǎn)換材料的合適混合物和/或組合物。此外，第一濾波元件可以具有透明的基質(zhì)材料，該基質(zhì)材料包括或包含一種或多種所述波長轉(zhuǎn)換材料或者該基質(zhì)材料與一種或多種所述波長轉(zhuǎn)換材料以化學(xué)方式化合。所述透明的基質(zhì)材料例如能以單體、低聚體或者聚合體形式具有硅氧烷、環(huán)氧化物、丙烯酸鹽、異丁烯酸甲脂、酰亞胺、碳酸鹽、烯烴、苯乙烯、聚氨酯(Urethane)或者它們的衍生物以及此外還具有與它們的混合物、共聚物或化合物。所述基質(zhì)材料例如可以包括或者是環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚亞安酯或者諸如聚硅氧烷的硅樹脂或者它們的混合物。由于相干的第一電磁射線的第一強(qiáng)度，可以在第一濾波元件的第一濾波區(qū)域中生成第一溫度，同時由于不相干的第二電磁射線的第二強(qiáng)度，可以在第一濾波元件的第二濾波區(qū)域中生成第二溫度。因為第二強(qiáng)度可能低于第一強(qiáng)度，所以第二溫度也可能低于第一溫度。這可以表示，第一濾波元件在可以布置在射線輸出耦合面的第一子區(qū)域上或上方的第一濾波區(qū)域中可以具有比可以布置在射線輸出耦合面的第二子區(qū)域上或上方的第二濾波區(qū)域更高的溫度。此外，第一濾波元件可以具有對于電磁射線來說與溫度有關(guān)的透射率。在此，第一濾波元件可以具有極限溫度，在低于該極限溫度時，第一濾波元件是不透明的。所述極限溫度尤其可以大于第二溫度并小于第一溫度。這可以表示，第一濾波元件只在第一濾波區(qū)域內(nèi)是透明的，從而從射線輸出耦合面的第二子區(qū)域輻射的不相干的第二電磁射線不能通過第一濾波元件輻射。第一濾波元件例如可以具有如下材料:在所述材料中原子或分子的近序排列(Nahordnung)可以根據(jù)溫度而改變。第一濾波元件例如可以被構(gòu)造為具有表面等離子體模式(Oberfljichenplasmonenmode)的層或疊層,所述表面等離子體模式在低于極限溫度時與相干的第一電磁射線和不相干的第二電磁射線耦合。在此，可以將第一濾波元件或第一濾波元件的層中的自由載流子一例如電子的周期性振蕩的密度波動稱為等離子體。在此，表面等離子體尤其表示縱向的載流子密度波動，所述縱向的載流子密度波動與第一濾波元件的層的表面的延伸平面平行地出現(xiàn)在該表面上。在此，表面等離子體模式可以與第一濾波元件中的至少一個層的原子或分子的近序排列有關(guān)。在此，所述表面等離子體尤其是可以在第一濾波元件的該層的朝向半導(dǎo)體層序列的表面上產(chǎn)生。通過電磁射線與第一濾波元件中的表面等離子體的耦合，這也可以被稱為表面等離子體共振，該電磁射線的能量可以傳輸?shù)降谝粸V波元件上，從而該電磁射線的能量的至少一部分可以被吸收。由此，第一濾波元件可在電磁射線入射到第一濾波元件上的區(qū)域中被加熱。只要第一濾波元件的濾波區(qū)域中的溫度低于極限溫度，表面等離子體模式就可以在第一濾波元件的該濾波區(qū)域中存在，電磁射線可以與所述表面胞質(zhì)模式耦合。通過將第一濾波元件在至少一個濾波區(qū)域中加熱到大于或等于極限溫度的溫度，第一濾波元件的至少一個層的原子或分子的近序排列就可以被改變?yōu)槭沟貌辉俅嬖谀軌蚺c電磁射線耦合的表面等離子體模式，從而第一濾波元件在該濾波區(qū)域中是透明的。在此，原子或分子的近序排列的改變例如可以通過第一濾波元件的至少一個層中的與溫度有關(guān)的密度改變和/或相位改變來實現(xiàn)，例如通過微泡形成(MikroblasenbiIdung)。極限溫度可以借助于第一濾波元件的至少一個層的材料來調(diào)整。所述至少一個層例如可以具有來自如下組的材料:所述組由銻、銀、鉬、鈀和鋅組成。第一濾波元件尤其可以具有疊層，該疊層可以具有至少一種所述材料。對于藍(lán)色波長范圍中的相干的第一電磁射線和不相干的第二電磁射線來說，第一濾波元件可以優(yōu)選具有帶有銻與N、Te、Ge、Ag和In中的一種或多種材料的層，例如銻氮化物(SbNx)、SbTe, GeSbTe和/或AglnSbTe。此外，第一濾波元件可以具有疊層，該疊層在布置于兩個氮化硅層之間的層中具有所述材料?？商鎿Q地或者附加地，第一濾波元件也可以具有在兩個PtOx層之間具有ZnS-SiO2層的疊層。對于紅色的第一和第二波長范圍來說，第一濾波元件例如可以具有帶有Ag0x、Pt0x和/或PdOx的層。這種層或疊層也可以被稱為“super-resolution near-field structure (超分辨率近場結(jié)構(gòu))”(Super-RENS)。此外，所述濾波結(jié)構(gòu)可以具有第四濾波元件，該第四濾波元件布置在半導(dǎo)體層序列的例如可以是半導(dǎo)體層序列的表面的面上。在此，具有第四濾波元件的表面可以不同于射線輸出耦合面和與射線輸出耦合面相對的表面。該第四濾波元件尤其可以布置在具有如下延伸方向的面上:所述延伸方向平行于相干的第一電磁射線的輻射方向。這種面例如可以是半導(dǎo)體層序列的側(cè)面，所述側(cè)面從射線輸出耦合面延伸到與該射線輸出耦合面相對的表面。除此之外，所述面可以是半導(dǎo)體層序列的層的界面，其中所述半導(dǎo)體層序列可以如上所述那樣具有多個層。在此，所述面尤其可以是半導(dǎo)體層序列的兩個層之間的界面。在此，第四濾波元件可以具有帶有不透明材料的層。所述不透明材料尤其也可以是對于不相干的第二電磁射線來說吸收性的材料。在此，具有不透明材料的層例如可以施加在襯底的背向活性區(qū)域的表面上或者可以施加在襯底的朝向活性區(qū)域的表面上。此外，具有不透明材料的層可以施加在波導(dǎo)層的背向活性區(qū)域的表面上，例如作為在活性區(qū)域與諸如電極的電接觸之間的或者在活性區(qū)域與襯底之間的不透明覆蓋層或作為該不透明覆蓋層的一部分。第四濾波元件的這種布置可以阻止或至少減少不相干的第二電磁射線在半導(dǎo)體層序列中尤其在電極方向和/或襯底方向上的傳播，這在具有例如GaN的透明襯底的半導(dǎo)體層序列的情況下可以是尤其有利的。由此，可以減少在輻射方向上輻射的不相干的第二電磁射線通過射線輸出耦合面的第二子區(qū)域的傳播。在此，所述不透明的、優(yōu)選吸收性的材料可以優(yōu)選是導(dǎo)電的并且具有硅、鎵、鍺、鋁、鉻或鈦中的一種材料或者組合。
可替換地或者附加地，第四濾波元件可以包括為了電接觸半導(dǎo)體層序列而設(shè)置的電極。在此，所述電極包括反射能力差和/或透射能力差并且優(yōu)選吸收性的材料，諸如鉻和/或鈦。此外，所述第四濾波元件可以具有多個吸收性的層，這些層在半導(dǎo)體層序列的多個不同于射線輸出耦合面或不同于射線輸出耦合面的至少第一子區(qū)域的表面上。此外，第四濾波元件具有或包括表面結(jié)構(gòu)。該表面結(jié)構(gòu)例如可以是半導(dǎo)體層序列的至少一個與射線輸出耦合面不同的表面中的粗糙部和/或至少一個凹陷。半導(dǎo)體層序列尤其可以具有生長方向，半導(dǎo)體層序列的層彼此相疊地在該生長方向上生長。因此，半導(dǎo)體層序列還可以具有至少一個與生長方向垂直布置的表面。所述表面例如可以是襯底或電接觸層一例如電極的朝向活性區(qū)域或者背對該活性區(qū)域的表面。例如可以在活性區(qū)域的背對襯底的那側(cè)上橋形地以上述脊?fàn)罨蛱菪谓Y(jié)構(gòu)構(gòu)造半導(dǎo)體層序列的一個或多個層。這樣的話，具有表面結(jié)構(gòu)的表面可以優(yōu)選是與一個或多個橋形實施的層之間具有橫向位移的、相鄰的和/或鄰接的表面。在該表面中可以將表面結(jié)構(gòu)布置為與活性區(qū)域之間具有橫向位移。此外，所述表面結(jié)構(gòu)可以具有深度，該深度使得被構(gòu)造為粗糙部或凹陷的表面結(jié)構(gòu)延伸到半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)中。這可以表示，所述表面結(jié)構(gòu)可以在半導(dǎo)體層序列中延伸到半導(dǎo)體層序列的至少一個層中或者多個相鄰的層中。特別優(yōu)選地，所述表面結(jié)構(gòu)可以凸出到半導(dǎo)體層序列中的活性區(qū)域之外。所述表面結(jié)構(gòu)例如可以具有粗糙部或至少一個凹陷，所述粗糙部或至少一個凹陷在側(cè)向上與活性區(qū)域之間存在位移地延伸到半導(dǎo)體層序列的波導(dǎo)層中。所述表面結(jié)構(gòu)可以被布置為在側(cè)向上與活性區(qū)域和/或與脊?fàn)罨蛱菪谓Y(jié)構(gòu)之間存在至少100納米、優(yōu)選至少I微米并且特別優(yōu)選地小于I微米的位移。所述表面結(jié)構(gòu)例如可以具有平均周期為大約第一和/或第二波長范圍的十分之一的粗糙部并且具有進(jìn)入半導(dǎo)體層序列中的深度，使得半導(dǎo)體層序列的包含活性區(qū)域的層優(yōu)選不被所述粗糙部穿透。所述粗糙部例如可以通過干化學(xué)蝕刻或濕化學(xué)蝕刻來制造。此外，所述表面結(jié)構(gòu)可以具有至少一個溝或均勻的凹陷布置。所述溝或所述均勻的凹陷布置可以具有與半導(dǎo)體層序列的層的延伸方向平行的延伸方向并且與相干的第一電磁射線的輻射方向包圍一個角，該角可以大于或等于0°并且小于或等于90°?！愕慕怯绕淇梢员硎?，所述至少一個溝或均勻的凹陷布置與輻射方向平行地并且因此與活性區(qū)域的延伸方向平行地取向?？商鎿Q地或者附加地，第四濾波元件可以具有至少一個溝，所述溝的延伸方向與輻射方向包圍大于0°且小于90°、優(yōu)選大于或等于30°且小于或等于60°并且特別優(yōu)選地大約為45°的角。這可以尤其表示，所述溝在輻射方向的方向上靠近活性區(qū)域。在此，所述溝或均勻的凹陷布置可以具有這樣的深度，使得所述溝或凹陷延伸到半導(dǎo)體層序列中直到距離半導(dǎo)體層序列的波導(dǎo)層上方小于或等于200nm。此外，這種表面結(jié)構(gòu)也可以延伸到波導(dǎo)層中或者從半導(dǎo)體層序列的與襯底相對的表面延伸到襯底中。在此，所述溝或凹陷可以具有如下截面，所述截面具有與半導(dǎo)體層序列的生長方向平行的側(cè)面或者與生長方向傾斜直到45°的角的側(cè)面。這可以表示，所述溝或凹陷可以具有U形或V形的截面。通過傾斜的側(cè)緣，在半導(dǎo)體層序列中傳播的不相干的第二電磁射線可以被偏轉(zhuǎn)并且例如偏轉(zhuǎn)到上述具有吸收性材料的層中。附加地，所述溝或凹陷還可以至少部分地用上述吸收性的材料之一或Super-RENS材料之一來涂層或填充。特別優(yōu)選地，這里所述的表面結(jié)構(gòu)可以成對地與脊?fàn)罨蛱轄罱Y(jié)構(gòu)對稱地布置在與這種結(jié)構(gòu)相鄰的表面上。此外，可以將多個溝或均勻的凹陷布置相互平行地并排布置。在此，所述多個溝或均勻的凹陷布置可以具有小于或等于第一和/或第二波長范圍的中心波長的間隔，并且特別優(yōu)選地具有所述中心波長的大約四分之一的間隔。通過溝或凹陷的這種順序，所述表面結(jié)構(gòu)可以與一維或二維光子晶體相似或等同地起作用。通過半導(dǎo)體層序列的至少一個或多個層中的脊?fàn)罨蛱菪谓Y(jié)構(gòu)的橋形構(gòu)造，可以得出典型為0.001至0.01的折射率跳躍，從而所述橋形結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)波導(dǎo)。由此并且通過半導(dǎo)體層序列中的波導(dǎo)層，可以將不相干的第二電磁射線在半導(dǎo)體層序列中在射線輸出耦合面的方向上引導(dǎo)。通過這里所述的第四濾波元件，可以有效減少或阻止不相干的第二電磁射線在半導(dǎo)體層序列中在與半導(dǎo)體層序列的層的延伸方向平行的方向上的這種傳播。由此有可能的是，可以減少不相干的第二電磁射線從射線輸出耦合面的第二子區(qū)域的輻射。所述濾波結(jié)構(gòu)可以只具有這里所述的第一、第二、第三和第四濾波元件中的一個。此外，所述濾波結(jié)構(gòu)也可以以組合方式具有這里所述的第一、第二、第三和第四濾波元件中的多個。正是因為這樣，該濾波結(jié)構(gòu)的期望濾波特征可以與半導(dǎo)體層序列的輻射特性以及與半導(dǎo)體層序列所使用的材料和半導(dǎo)體層序列的實施相匹配。例如，該濾波結(jié)構(gòu)還可以具有直接布置在半導(dǎo)體層序列上的上述第一濾波元件之一，以及其他上述第一濾波元件來作為在福射方向上布置在半導(dǎo)體層序列后面的殼體窗的一部分。此外，也可以將例如第一和/或第二和/或第三濾波元件例如與第四濾波元件相組合地構(gòu)成所述濾波結(jié)構(gòu)。


本發(fā)明的其他優(yōu)點和有利實施方式以及擴(kuò)展方案從下面結(jié)合圖1A至17所述的實施方式中得出。圖1A至IF示出根據(jù)一個實施例的激光源的示意圖，
圖2示出激光源的輻射特性，
圖3A至6示出根據(jù)其它實施例的激光源的示意圖，
圖7A至9B示出根據(jù)其它實施例的第一和第二濾波元件的與波長和角度有關(guān)的透射率，以及
圖10至17示出根據(jù)其它實施例的激光源的示意圖。
具體實施例方式在實施例和圖中，可以為相同或起相同作用的部件分別配備相同的附圖標(biāo)記。所示元件及其相互間的大小關(guān)系原則上不應(yīng)看作是成比例的，更確切地說，為了更好的可表示性和/或為了更好的理解，可能將各個元件一例如層、部件、組件以及區(qū)域一的尺寸以過度厚或過度大的方式來表示。在圖1A至IF中示出激光源的實施例。只要沒有明確地表明，以下關(guān)于該實施例的描述同樣參照所有的圖1A至1F。
在此，圖1A示出具有半導(dǎo)體層序列10的激光源的示意性空間圖示。圖1B示出激光源的沿著圖1A中以BB表明的截面的截面圖，而圖1C示出激光源的從上方沿著圖1A中以CC表明的方向的俯視圖。圖1D至IF示出沿著圖1A中表明的截面DD的截面圖和截面圖的片段。為了顯示在此所述的激光源所基于的考慮，在圖1A至IF中未示出濾波結(jié)構(gòu)5。然而，在這些圖中所示的激光源可以具有在發(fā)明內(nèi)容部分和在其他實施例中所示的濾波結(jié)構(gòu)5。激光源具有帶有襯底I的半導(dǎo)體層序列10，在該襯底I上施加有多個外延生長的功能層4。在此，半導(dǎo)體層序列10在所示的實施例中由GaN襯底I構(gòu)成，在該GaN襯底I上布置有硅摻雜的AlGaN覆蓋層41和在該覆蓋層41之上的硅摻雜的GaN波導(dǎo)層42。在此之上，半導(dǎo)體層序列10具有活性層，該活性層具有帶有I至5個GaInN量子薄膜和GaN阻擋層的多重量子阱結(jié)構(gòu)(MQW結(jié)構(gòu))。在該活性層上施加有鎂摻雜的GaN波導(dǎo)層43和鎂摻雜的AlGaN覆蓋層44。此外還可以在覆蓋層44上施加一個或多個例如由鎂摻雜的GaN形成的接觸層，同時同樣可以在襯底I與覆蓋層41之間布置一個或多個中間層(未示出)。半導(dǎo)體層序列10由于所述的材料體系適于生成在紫外至綠色波長范圍內(nèi)并優(yōu)選在藍(lán)色波長范圍內(nèi)的電磁射線。替代于在此所述的基于氮化物的半導(dǎo)體材料，半導(dǎo)體層序列10還可以例如具有基于磷化物和砷化物的半導(dǎo)體材料，例如GaAs襯底I，在此之上是由AlGaAs和/或由InGaP形成的IOOnm厚的中間層41，其中AlGaAs中Al份額大約占III族材料的40%，InGaP中In份額大約占III族材料的50% ;在此之上是2 μ m厚的InAlP波導(dǎo)層42 ;在此之上是IOOnm厚的InGaAlP/InGaP量子薄膜/阻擋層一MQW結(jié)構(gòu)，具有大約50%的In份額和大約25%的Al份額；在此之上是2 μ m厚的InAlP波導(dǎo)層43 ;以及在此之上是IOOnm厚的InGaP中間層44和此外300nm厚的GaAs接觸層(未示出)。這種半導(dǎo)體層序列10可適于生成綠色至紅外的電磁射線并且特別優(yōu)選地生成紅色波長范圍內(nèi)的電磁射線。在此，襯底I可以是生長襯底，在該生長襯底上外延地生長這些功能層。替換于此地，該半導(dǎo)體層序列可以以薄膜技術(shù)來制造。這意味著，這些功能層在生長襯底上生長并然后傳輸?shù)叫纬砂雽?dǎo)體層序列10的襯底I的承載襯底上。在此按照不同的生長技術(shù)，可以使半導(dǎo)體層序列10的η導(dǎo)電層或P導(dǎo)電層朝向襯底I。此外在圖1D中，通過虛線93表示半導(dǎo)體層序列10的功能層4的延伸平面，該延伸平面與功能層4的生長方向垂直。半導(dǎo)體層序列10的電接觸通過在襯底I的背對功能層4的表面上的電極2和在功能層4的與襯底I相對的表面上的電極3來進(jìn)行。在此，電極2和3可以分別具有一個或多個具有Ag、Au、Sn、T1、Pt、Pd、Cr、Ni和/或Ge的層。替換于根據(jù)圖1Α、1Β和IC至IF貫穿襯底I的電接觸，電觸頭2也可以布置在襯底I的與功能層4相同的那側(cè)，如在圖1B-1中所表示的那樣。該接觸方式尤其適于，當(dāng)功能層4布置在不導(dǎo)電的襯底I上時從襯底側(cè)對功能層4進(jìn)行電接觸。所有在下面所述的實施例同樣也適用于采用圖1B-1所示的接觸實施方式的激光源。此外，半導(dǎo)體層序列10具有射線輸出耦合面12和與此相對的構(gòu)造為背面的表面13，這兩個面12、13分別具有反射的涂層(未示出)。由此，射線輸出耦合面12和背面13構(gòu)成光學(xué)共振器。相應(yīng)的反射涂層例如可以包括布拉格鏡層序列和/或反射的金屬層。此外，可以在半導(dǎo)體層序列的與所述射線輸出耦合面不同的表面上或上方施加鈍化層以保護(hù)該半導(dǎo)體層序列(未示出)。覆蓋層44在所示出的實施例中部分地以橋形施加并形成所謂的脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)或橋形結(jié)構(gòu)11，如在發(fā)明內(nèi)容部分中所述的那樣。替代于或者附加于所示的脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)11，半導(dǎo)體層序列10還可以具有梯形結(jié)構(gòu)，該梯形結(jié)構(gòu)具有本身拓寬的橋形11。在圖1D中通過虛線92表示脊?fàn)顧C(jī)構(gòu)11的邊緣。通過該脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)11，可以在活性層40中實現(xiàn)以橫向基本模式形成相干的第一電磁射線51，同時可以抑制不期望的其他激光模式。由此，活性層40具有活性區(qū)域45，該活性區(qū)域45尤其是通過脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)11的寬度來預(yù)先給定并且在所示實施例中通過活性層40中的陰影面來表示。在此，活性區(qū)域45在由射線輸出耦合面12和背面13構(gòu)成的共振器中延伸到活性層40的整個長度。在活性區(qū)域45中，運行中的半導(dǎo)體層序列10可以通過激勵發(fā)射生成相干的第一電磁射線51,該相干的第一電磁射線51可以通過射線輸出I禹合面12的第一子區(qū)域121輻射。由于共振器結(jié)構(gòu)、波導(dǎo)層42、43以及基于激勵發(fā)射的公知機(jī)制，相干的第一電磁射線51可以沿著輻射方向90作為射線束或射線椎體而被輻射出去。此外，在半導(dǎo)體層序列10運行時，除了相干的第一電磁射線51之外還生成不相干的第二電磁射線52。該不相干的第二電磁射線52例如可以通過活性區(qū)域45中的自發(fā)發(fā)射生成，但是也可以例如在活性區(qū)域45之外的活性層40中在邊緣區(qū)域中生成，在這些邊緣區(qū)域中在運行時存在漏電流。此外，自發(fā)發(fā)射也可以由光泵從活性區(qū)域中激發(fā)出來，或者通過電磁射線尤其是在粗糙的層邊緣處的散射。如在發(fā)明內(nèi)容部分中所述的那樣，不相干的第二電磁射線52被各向同性地生成。通過波導(dǎo)層42、43，該不相干的第二電磁射線同樣可以被引導(dǎo)到射線輸出耦合面12的第一子區(qū)域121并且從該第一子區(qū)域121輻射出去。但除此之外，該不相干的第二電磁射線可以例如通過半導(dǎo)體層序列10中的散射被偏轉(zhuǎn)到射線輸出耦合面12的其他子區(qū)域并且從這些子區(qū)域輻射出去。因此可以通過第一子區(qū)域121之外的射線輸出耦合面12將不相干的第二電磁射線52通過第二子區(qū)域122輻射出去，該第二子區(qū)域包括射線輸出耦合面12的如下區(qū)域:這些區(qū)域不與半導(dǎo)體層序列10的活性區(qū)域45鄰接。這在圖1E和IF中表示，其中在圖1E中示例性地示出不相干的第二電磁射線52從透明襯底I的表面輻射出去，該透明襯底I的表面形成射線輸出耦合面12的一部分并且因此形成第二子區(qū)域122。不相干的第二電磁射線52通過襯底I表面的輻射可以通過半導(dǎo)體層序列10中的折射率變化和襯底I的透明度來改善。在此，不相干的第二電磁射線52能以寬的角度范圍被輻射，如圖1E所表示的那樣。在這里和在下文中，電磁射線與射線輸出耦合面12之間的輻射角度定義為與輻射方向90之間的角度91，如圖1D所表示的那樣。在此，相干的第一電磁射線51具有第一強(qiáng)度,該第一強(qiáng)度根據(jù)半導(dǎo)體層序列10的通電大約為不相干的第二電磁射線52的第二強(qiáng)度的兩倍至大于100倍。在圖2中示出圖1A至IF中的激光源在沒有發(fā)明內(nèi)容部分中與其他實施例中所述的濾波結(jié)構(gòu)5的情況下的輻射特性80。在此，在圖1A所示剖面DD中在橫坐標(biāo)上繪出根據(jù)圖1D的輻射角度91?？v坐標(biāo)示出由激光源輻射的電磁射線的強(qiáng)度的任意單位。在此，0°時的峰值基本上對應(yīng)于相干的第一電磁射線51的高斯輻射譜或者類似于高斯的輻射譜。對于小于或約等于-20°的角度91來說，可以在用81表示的區(qū)域中附加地測量到不相干的第二電磁射線52，該不相干的第二電磁射線52明顯使相干的第一電磁射線51的輻射譜惡化。在此，輻射特性80對應(yīng)于公知激光組件的典型輻射特性。不相干的第二電磁射線52的不期望的輸出耦合導(dǎo)致，在激光源的垂直以及水平遠(yuǎn)場中存在副峰值，這些副峰值表示輻射質(zhì)量的明顯惡化并且可以在例如投影應(yīng)用、數(shù)據(jù)存儲器或者打印應(yīng)用中產(chǎn)生可察覺的干擾。通過在發(fā)明內(nèi)容部分和在以下實施例中所述的濾波結(jié)構(gòu)5，可以顯著地和明顯地改善這里所述的激光源的輻射特性。在此，以下實施例的描述限于根據(jù)圖1A至IF的激光源的擴(kuò)展方案和/或修改方案。非限制性地，純示例性地針對以下實施例假設(shè)具有第一和第二波長范圍的相干的第一電磁射線和不相干的第二電磁射線，所述第一和第二電磁射線具有大約為450nm的中心波長。因此，相干的第一電磁射線和不相干的第二電磁射線在以下實施例中純示例性地分別具有藍(lán)色的波長范圍。在圖3A中示出具有濾波結(jié)構(gòu)5的激光源的實施例。在此，該濾波結(jié)構(gòu)5具有第一濾波元件6，該第一濾波元件6大面積地直接施加在整個射線輸出耦合面12上并且因此尤其是施加在根據(jù)圖1F的第一和第二子區(qū)域121和122上。在此，第一濾波元件5具有疊層，該疊層具有在兩個氮化硅層之間的含銻層。如在發(fā)明內(nèi)容部分中所述的那樣，這種疊層具有對于電磁射線來說與溫度有關(guān)的透射率，因為借助于與溫度有關(guān)的原子和/或分子的近序排列(Nahordnung)例如通過表面等離子體共振使低于第一濾波元件的極限溫度并因此低于電磁射線的極限強(qiáng)度的電磁射線對于電磁射線來說是不透明的。在此，第一濾波元件6被實施為使得不相干的第二電磁射線52的第二強(qiáng)度可以將該第一濾波元件6只加熱到低于極限溫度的溫度。因此，如在圖3A中所表示的那樣，不相干的第二電磁射線52不能被第一濾波元件6透射。然而，相干的第一電磁射線51的第一強(qiáng)度足以將第一子區(qū)域121上方的濾波區(qū)域中的第一濾波元件6 (參見圖1F)加熱到高于極限溫度的溫度。因此，第一濾波元件只在該濾波區(qū)域中是透明的，從而相干的第一電磁射線51從該激光源中福射出去,而不相干的第二電磁射線不能在福射方向上從該激光源的第二子區(qū)域中輻射出去?？商鎿Q地或者附加地，第一濾波元件6也可以具有可飽和的半導(dǎo)體材料，該可飽和的半導(dǎo)體材料如在發(fā)明內(nèi)容部分中所述的那樣具有對于電磁射線來說與強(qiáng)度有關(guān)的透射率。在圖3B中示出具有濾波結(jié)構(gòu)5的激光源，該濾波結(jié)構(gòu)5具有帶有波長轉(zhuǎn)換材料的第一濾波元件6。在此，所述波長轉(zhuǎn)換材料將不相干的第二電磁射線52轉(zhuǎn)換成具有第三波長范圍的電磁射線53。在此，該第三波長范圍包括紅色波長范圍。在此，具有波長轉(zhuǎn)換材料的第一濾波元件具有與強(qiáng)度有關(guān)的飽和特性，從而相干的第一電磁射線51可以以小的轉(zhuǎn)換損失為代價通過第一濾波元件6。此外，濾波結(jié)構(gòu)5具有第三濾波元件8，該第三濾波元件8作為單獨的組件在輻射方向上布置在第一濾波元件6的后面并且包括用于紅光的濾色器。在此，該用于紅光的濾色器在所示實施例中是在紅色波長范圍內(nèi)不透明的吸收性濾波器。由此，雖然藍(lán)色相干的第一電磁射線51可以被該第三濾波元件8透射，但是具有紅色波長范圍內(nèi)的第三波長范圍的電磁射線53被第三濾波元件8吸收并且不能再從激光源輻射出去。由此可以減少不相干的第二電磁射線的輻射。在圖4中示出具有濾波結(jié)構(gòu)5的激光源的另一實施例。在此，濾波結(jié)構(gòu)5具有在形成第二子區(qū)域122的一部分的襯底I表面上的第一濾波元件6。為此，該第一濾波元件具有吸收層，該吸收層具有硅并且對于不相干的第二電磁射線52來說是不透明的。由此可以阻止不相干的第二電磁射線52穿過由射線輸出耦合面12包圍的射線輸出耦合面12表面的輻射。附加地，在與射線輸出耦合面12相對的襯底表面上的濾波結(jié)構(gòu)5具有第二濾波元件7，該第二濾波元件7如第一濾波元件6那樣實施。附加地，濾波結(jié)構(gòu)5可以在垂直于半導(dǎo)體層序列10 (參見圖1D)的層的延伸平面93的所有其他襯底表面上具有其他這種濾波元件。由此可以附加地阻止不相干的第二電磁射線52從這些表面中輻射出去。在圖5中示出具有濾波結(jié)構(gòu)5的激光源的另一實施例，該濾波結(jié)構(gòu)5與前面的實施例不同具有第一濾波元件6，該第一濾波元件6被實施為針孔光闌。在此，該第一濾波元件6直接施加在半導(dǎo)體層序列10的射線輸出耦合面12上并且具有不透明的材料。在所示實施例中，該不透明的材料可以尤其是諸如鉻、鋁和/或鈦的金屬。該第一濾波元件6具有開口，該開口被布置在射線輸出耦合面12的第一子區(qū)域121上方，從而相干的第一電磁射線51可以從半導(dǎo)體層序列10中輻射出去。整個第二子區(qū)域122—不相干的第二電磁射線52可以通過該第二子區(qū)域122輻射出去一用不透明的材料覆蓋。由此，可以將不相干的第二電磁射線52在輻射方向上的輻射顯著地最小化。可以通過透過掩模蒸鍍金屬層來施加作為針孔光闌實施的第一濾波元件6，從而將開口布置在第一子區(qū)域121的上方?？商鎿Q于此地，可以通過大面積地施加金屬層并然后以光熱方式蒸發(fā)第一子區(qū)域121上方的不透明材料來制造所述針孔光闌。在此，尤其是可以如在發(fā)明內(nèi)容部分中所講述的那樣使用半導(dǎo)體層序列10的相干的第一電磁射線51本身。替換于如所示實施例中的具有開口的針孔光闌，第一濾波元件6還可以在第一子區(qū)域121上方具有透明的金屬氧化物層或金屬氮化物層或金屬氮氧化物層，其可以如在發(fā)明內(nèi)容部分中所述的那樣通過之前大面積施加的金屬層的光化學(xué)反應(yīng)來制造。在圖6中示出激光源的另一實施例，該激光源具有濾波結(jié)構(gòu)5，該濾波結(jié)構(gòu)5在射線輸出耦合面12上具有第一濾波元件6并且在與該射線輸出耦合面12相對的被稱為背面13的半導(dǎo)體層序列10表面上具有第二濾波元件7。在此，濾波元件6和7分別被實施為布拉格鏡形式的具有與波長和角度有關(guān)的透射率的濾波元件。所示實施例中的濾波結(jié)構(gòu)5尤其是被構(gòu)造為半導(dǎo)體層序列10的光學(xué)共振器的一部分。在此，第一濾波元件6對于不相干的第二電磁射線具有高反射率，該不相干的第二電磁射線以大于極限角的角度91從射線輸出耦合面12被輻射出去。相反，第二濾波元件7對于不相干的第二電磁射線具有低反射率，該不相干的第二電磁射線以大于極限角的角度通過半導(dǎo)體層序列10入射到背面13上。附加于或替代于布拉格鏡，第一濾波元件6還可以具有標(biāo)準(zhǔn)具。在7A至9B中示出適于實施為布拉格鏡的第一和第二濾波元件6、7的實施例。在此，所有在這些實施例中示出的第一和第二濾波元件6和7的實施方式純示例性地針對上面提到的第一以及第二波長范圍都圍繞大約450nm的中心波長來優(yōu)化。相干的第一電磁射線51的中心波長在圖7A、7C、8A和9A中通過垂直的用51表示的線來表示。圖7A、7C、8A和9A所示的與波長有關(guān)的透射率61以及反射率62對應(yīng)于0°的輻射角度，也就是沿著圖1D中的輻射方向。在此，在橫坐標(biāo)上以納米為單位繪出波長并且在縱坐標(biāo)上以任意單位繪出標(biāo)準(zhǔn)化的透射率以及反射率。圖7B、7D、8B和9B示出在該波長時的與角度有關(guān)的透射率61以及反射率62。在此，分別在極坐標(biāo)系中以任意標(biāo)準(zhǔn)化的單位繪出與角度有關(guān)的透射率61和反射率62作為徑向坐標(biāo)，并且繪出-90°至+90°的輻射角度91作為角坐標(biāo)。在此，圖7A和7B涉及第一濾波元件6，該第一濾波元件6具有20個層對的布拉格鏡。在此，一個層對包括一個折射率為Ii1=L 8和厚度為λΒ/4η；ι的第一層以及一個折射率為η2=2.1和厚度為λ0/4η2的第二層，其中AD=487 ran、即所謂的設(shè)計波長。在此，該層對的第一和第二層可以在該實施例和其他實施例中如上面在發(fā)明內(nèi)容部分中所述那樣由具有相應(yīng)折射率的材料或材料組合構(gòu)成。這樣實施的布拉格鏡在對于中心波長為450nm的相干的第一電磁射線的福射方向上、即在輻射角度為0°時具有46%的反射率。超過大約30°的極限角，布拉格鏡具有大于95%的反射率，從而尤其是以大于或等于極限角的角度91從射線輸出耦合面輻射的不相干的第二電磁射線不能被第一電磁元件6透射。這對于小于或等于負(fù)極限角的角度來說也適用。在此，第一濾波元件6被實施為使得相干的第一電磁射線51的第一波長范圍對應(yīng)于反射率62的全局主最大值的短波側(cè)上的第一局部次最大值。因為福射方向上的反射率62對于與相干的第一電磁射線51的中心波長相差大約±5nm范圍內(nèi)的波長來說較小，所以優(yōu)選地在活性區(qū)域45中相干的第一電磁射線51的中心波長起振，由此第一濾波元件6還可以實現(xiàn)對相干的第一電磁射線51的波長穩(wěn)定化。在此，圖7C和7C涉及第二濾波元件7，該第二濾波元件7對應(yīng)于圖7A和7B中的第一濾波元件6的層構(gòu)造，其中對于第二濾波元件7選擇設(shè)計波長λ&=429。由此，第二濾波元件7對于平行于輻射方向的相干的第一電磁射線51的中心波長具有大約為5%的小的透射率61以及大約為95%的高的反射率62。相反，對于大于大約20°的極限角或小于大約-20°的角度91來說，第二濾波元件7具有高的透射率61，從而以這樣的角度入射到半導(dǎo)體層序列的背面13上的不相干的第二電磁射線52可以被第二濾波元件7透射并且可被從半導(dǎo)體層序列10中除去并且因此不能在輻射方向上通過射線輸出耦合面12被輻射出去。在此，第二濾波元件7的布拉格鏡被實施為使得相干的第一電磁射線51的第一波長范圍靠近反射率62的全局主最大值的長波邊緣，尤其是在被所述全局主最大值覆蓋的范圍的長波30%內(nèi)。通過在平行于輻射方向、即在角度為0°的情況下第二濾波元件7的反射率62對于大于相干的第一電磁射線51的中心波長的波長來說較小，而對于小于相干的第一電磁射線51的中心波長的波長來說幾乎等于中心波長時的反射率，也可以通過第二濾波元件7實現(xiàn)對相干的第一電磁射線51的波長穩(wěn)定化。因此，由根據(jù)圖7Α至7D的濾波元件6和7構(gòu)成的濾波結(jié)構(gòu)5使得能夠減少在輻射方向上通過射線輸出耦合面輻射的不相干的第二電磁射線52以及同時對相干的第一電磁射線51的第一波長范圍進(jìn)行波長穩(wěn)定化。因此，該波長穩(wěn)定化也使得能夠改善激光源的顏色復(fù)現(xiàn)并簡化多個激光源的顏色均衡。替換于結(jié)合圖7C和7D所述的第二濾波元件7，該第二濾波元件7也可以具有例如8個層對，這8個層對具有以1.5和2.1交替的折射率。由此可以實現(xiàn)反射率62和透射率61的相似的波長和角度相關(guān)性。此外，替代于具有兩個層的層對，布拉格鏡的疊層例如也可以具有多重層(Schichtenmultiplett),這些多重層分別具有帶有不同折射率的三個或更多的層。在此，圖8A和SB涉及具有布拉格鏡的另一第一濾波元件6。通過改變層對的數(shù)目和/或改變該層對的層與層之間的折射率差異可以進(jìn)一步匹配與波長和角度有關(guān)的透射率61和反射率62。具有圖8A和8B的透射率61和反射率62的布拉格鏡具有大約20個折射率為1.5和2.1的層對，由此可以將極限角減小到大約15°，從而大于極限角的角度的不相干的第二電磁射線52經(jīng)歷大于90%的反射率。由此，在大角度范圍中的不相干的第二電磁射線52可以不被射線輸出耦合層輻射出去。在此，圖9A和9B涉及具有布拉格鏡的另一第一濾波元件6，該布拉格鏡具有15個層對，這些層對的第一和第二層的折射率是1.5和2.1。在此，將這些層的厚度選擇為505.4nm的設(shè)計波長。這樣實施的布拉格鏡在輻射方向上對于相干的第一電磁射線51的中心波長來說具有將近100%的透射率61，相反對于與輻射方向不同的輻射角度91和對于與該中心波長不同的波長來說，透射率非常迅速地下降并且反射率62相應(yīng)地上升。尤其是，透射率61在全局最大值的短波側(cè)上的第一局部最大值對應(yīng)于相干的第一電磁射線51的第一波長范圍。根據(jù)圖9A和9B的布拉格鏡尤其適用于與半導(dǎo)體層序列10分開布置的第一濾波元件6。在此，如圖10所示，該第一濾波元件6例如可以是其中布置有半導(dǎo)體層序列10的殼體99的有涂層的窗。在此，濾波結(jié)構(gòu)5可以如所示實施例中那樣只包括第一濾波元件5作為殼體窗。可替換于此或附加于此地，該濾波結(jié)構(gòu)5可以具有另外的根據(jù)前面實施例的第一、第二和第三濾波元件6、7和8作為單獨的或直接施加在半導(dǎo)體層序列10上的組件或?qū)?。在圖11中，被實施為殼體99的殼體窗的濾波結(jié)構(gòu)5具有與輻射方向90傾斜的第一濾波元件6。通過這種具有大約小于或等于10°的角度的傾斜，可以阻止由第一濾波元件6反射的電磁射線落回到半導(dǎo)體層序列10中，由此可以提高相干的第一電磁射線51的發(fā)射穩(wěn)定性。替換于或附加于至此所述的濾波結(jié)構(gòu)5的濾波元件，濾波結(jié)構(gòu)5可以具有根據(jù)以下實施例的第四濾波元件9。在圖12A和12B中以根據(jù)圖1C的俯視圖和根據(jù)圖1B的截面圖示出激光源的實施例。濾波結(jié)構(gòu)5具有兩個平行于脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)11的溝的形式的表面結(jié)構(gòu)作為第四濾波元件9。在此，該表面結(jié)構(gòu)在半導(dǎo)體層序列10的背向襯底I的表面14中以與活性區(qū)域45在側(cè)向或橫向有位移的方式被施加。所述溝與脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)11大約間隔I至4 μ m并且穿過功能層4 一直到達(dá)襯底I中。由此可以阻止來自活性區(qū)域的不相干的第二電磁射線52的波導(dǎo)在功能層的延伸平面的方向上到達(dá)半導(dǎo)體層序列10的側(cè)面。尤其是可以用吸收性的不透明的材料一如鉻和/或鍺一對所述溝的表面進(jìn)行涂層或者用吸收性的不透明的材料來填充所述溝。
所示實施例中的溝經(jīng)過半導(dǎo)體層序列10的幾乎整個長度?？商鎿Q地，這些溝還可以僅在半導(dǎo)體層序列10的部分區(qū)域中經(jīng)過。在所示實施例中，這些溝的側(cè)面被構(gòu)造為垂直于半導(dǎo)體層序列的延伸方向。此外，這些溝的側(cè)面可以是傾斜的并且與半導(dǎo)體層序列10的生長方向包圍大于0°并小于或等于45°的角。因此，這些溝可以具有U形或V形的橫斷面或者它們的組合。通過傾斜的側(cè)面使得有可能的是:至少一部分來自活性層40的沿著半導(dǎo)體層序列10的延伸平面?zhèn)鞑サ牟幌喔傻牡诙姶派渚€52可以反射到襯底I的方向上。結(jié)合這種傾斜的溝，根據(jù)圖16和17的實施例的吸收性的或粗糙的層可以阻止或者至少減少不相干的第二電磁射線52在半導(dǎo)體層序列10中的進(jìn)一步傳播以及由此阻止或者至少減少在輻射方向上通過射線輸出耦合面12的輻射。此外也可以將襯底I實施為不透明的并且至少部分吸收性的。所述溝例如可以通過蝕刻來制造。為了避免活性區(qū)域的可能退化，替換于所示實施例還可以有利的是:只恰好蝕刻到使得波導(dǎo)層42和43之間不再可能存在波導(dǎo)的深度，但是盡可能不蝕刻貫通活性層40。圖13示出具有濾波結(jié)構(gòu)5的激光源，該濾波結(jié)構(gòu)5具有多個均勻的平行于脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)11的凹陷布置而不是前面實施例中的溝來作為第四濾波元件9。在此，這些凹陷相互之間具有小于或等于不相干的第二電磁射線52的第二波長范圍的直徑和間隔。由此，沿著半導(dǎo)體層序列10的延伸平面的第四濾波元件9可以起到光子晶體的作用。第四濾波元件9的凹陷在所示實施例中具有方形的橫截面?？商鎿Q地或者附加地，這些凹陷也可以例如具有圓形、橢圓形、矩形或者六邊形的橫截面。此外，這些凹陷可以具有傾斜的側(cè)面并且這些凹陷的橫截面朝著半導(dǎo)體層序列10的方向縮小?？商鎿Q地或者附加地，該第四濾波元件9也可以具有多個溝。在根據(jù)圖14的實施例中，濾波結(jié)構(gòu)5具有以與輻射方向90成大約45°角走向的溝形式的第四濾波元件9。所述溝的邊緣又可以具有與半導(dǎo)體層序列10的生長方向成0°至45°的角并且例如可以用不透明的吸收性的材料來涂層。與脊?fàn)顧C(jī)構(gòu)11的間隔小于4μπι。通過圖14所示的第四濾波元件9，可以有效避免不相干的第二電磁射線52從射線輸出耦合面的輸出耦合。在圖15Α和15Β中示出第四濾波元件9，該濾波元件9具有表面14的粗糙部形式的表面結(jié)構(gòu)。在此，所述粗糙部具有不相干的第二電磁射線52的第二波長范圍的中心波長的大約十分之一的平均周期性。在此，所述粗糙部沒有一直達(dá)到直接與脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)11鄰接，而是與該脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)11距離幾微米。在此，可通過濕化學(xué)蝕刻法或干化學(xué)蝕刻法來制造的所述粗糙部一直達(dá)到上面的波導(dǎo)層43中，而沒有蝕刻貫通活性層40，以避免活性區(qū)域的退化。如在發(fā)明內(nèi)容部分中所述的那樣，通過這樣的第四濾波元件9也可以減少或者阻止不相干的第二電磁射線52在半導(dǎo)體層序列10的延伸平面方向上的傳播。可替換地或者附加地，圖12Α至15Β所示的第四濾波元件9也可以布置在襯底I或覆蓋層41的與活性區(qū)域相對的表面上。在圖16和17中示出第四濾波元件9的其它實施例，所述粗糙部在層序列10的多個層的界面上具有帶有不透明材料的層。在此，在圖16中示例性地示出在襯底I與下部電極2之間的具有不透明的層的第四濾波元件9，該不透明的層具有Cr和/或Ti?？商鎿Q地或者附加地，電極2也可以包括這種層并且因此被實施為不透明的?？商鎿Q地或附加地，第四濾波元件9也可以具有電極2和/或襯底I的表面的粗糙部。在圖17中示出覆蓋層41與波導(dǎo)層42之間的不透明層作為第四濾波元件9。為此，該第四濾波元件9的不透明層具有對于不相干的第二電磁射線52吸收性的半導(dǎo)體材料。在圖16和17中純示例性地示出的第四濾波元件9尤其適于:減少不相干的第二電磁射線52在半導(dǎo)體層序列10內(nèi)的傳播，并且因此減少或者阻止不相干的第二電磁射線52在輻射方向上從射線輸出耦合面12輻射出去。本發(fā)明不由于借助于實施例的描述而限于這些實施例。更確切地，本發(fā)明包括每個新特征以及這些特征的每個組合，這尤其包含權(quán)利要中的特征的每個組合，即使該特征或者該組合本身沒有明確地在權(quán)利要求或?qū)嵤├姓f明也是如此。
權(quán)利要求
1.一種激光源，包括 具有活性區(qū)域(45)和射線輸出耦合面(12)的半導(dǎo)體層序列(10)，所述射線輸出耦合面(12)具有第一子區(qū)域(121)和與第一子區(qū)域不同的第二子區(qū)域(122)，以及濾波結(jié)構(gòu)(5)， 其中 活性區(qū)域(45)在運行時生成具有第一波長范圍的相干的第一電磁射線(51)和具有第二波長范圍的不相干的第二電磁射線(52)， 相干的第一電磁射線(51)沿著輻射方向(90)從第一子區(qū)域(121)輻射出去， 不相干的第二電磁射線(52)從第一子區(qū)域(121)和第二子區(qū)域(122)輻射出去， 第二波長范圍包括第一波長范圍，以及 濾波結(jié)構(gòu)(5)至少部分地減弱從活性區(qū)域沿著輻射方向(90)輻射的不相干的第二電磁射線(52)， 濾波結(jié)構(gòu)(5 )包括至少一個第一濾波元件(6 )，該第一濾波元件(6 )在輻射方向(90 )上布置在半導(dǎo)體層序列(10)的后面， 至少一個第一濾波元件(6)對于電磁射線具有與角度和/或波長有關(guān)的透射率(61)，第一濾波元件(6)的透射率(61)隨著相對于輻射方向(90)的角度(91)增加和/或隨著與第一波長范圍的偏差增加而減小， 所述至少一個第一濾波元件(6)包括布拉格鏡， 所述布拉格鏡具有與波長有關(guān)的反射率，該反射率具有一個全局主最大值和至少一個局部次最大值，并且 所述局部次最大值位于第一波長范圍中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光源，其中 所述至少一個第一濾波元件(6)包括標(biāo)準(zhǔn)具或光學(xué)帶緣濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光源，其中 所述半導(dǎo)體層序列被構(gòu)造為分布式反饋激光器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光源，其中 所述至少一個第一濾波元件(6)具有至少一個層，該至少一個層具有對于電磁射線來說不透明的材料，并且 所述不透明的材料至少部分地布置在第二子區(qū)域(122)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光源，其中 所述至少一個層被構(gòu)造為具有開口的針孔光闌，并且 所述開口布置在第一子區(qū)域(121)上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光源，其中 濾波結(jié)構(gòu)(5)包括至少一個第二濾波元件(7)，該至少一個第二濾波元件(7)布置在半導(dǎo)體層序列(10)的與射線輸出耦合面(12)相對的表面(13)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光源，其中 所述至少一個第二濾波元件(7)具有對于電磁射線來說與角度有關(guān)的透射率(61)， 其中 該第二濾波元件的透射率(61)隨著相對于輻射方向(90)的角度(91)增加而增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光源，其中 所述至少一個第二濾波元件(7)包括布拉格鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光源，其中 濾波結(jié)構(gòu)(5)形成用于相干的第一電磁射線(51)的光學(xué)共振器的至少一部分，在所述光學(xué)共振器中布置有活性區(qū)域(45)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光源，其中 相干的第一電磁射線(51)具有第一強(qiáng)度并且不相干的第二電磁射線(52)具有小于第一強(qiáng)度的第二強(qiáng)度， 所述至少一個第一濾波元件(6)具有對于電磁射線來說與強(qiáng)度有關(guān)的透射率(61)，以及 所述第一濾波元件(6)對于具有強(qiáng)度大于或等于第二強(qiáng)度的電磁射線是不透明的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光器，其中 所述至少一個第一濾波元件(6)的電磁射線的透射率(61)具有飽和特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光源，其中 所述至少一個第一濾波元件(6)具有帶有帶隙的半導(dǎo)體材料，所述帶隙小于相干的第一電磁射線(51)的能量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光`源，其中 所述至少一個第一濾波元件(6)具有至少一個層，所述層包括半導(dǎo)體材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光源，其中 所述至少一個第一濾波元件(6)具有兩個介電層，在這兩個介電層之間嵌入至少一個具有半導(dǎo)體材料的層。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光源，其中 所述至少一個具有半導(dǎo)體材料的層具有介電基質(zhì)材料，在該介電基質(zhì)材料中布置有半導(dǎo)體材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光源，其中 所述至少一個第一濾波元件(6)具有波長轉(zhuǎn)換材料，該波長轉(zhuǎn)換材料將不相干的第二電磁射線(52)至少部分地轉(zhuǎn)換成具有第三波長范圍(53)的電磁射線，并且所述第三波長范圍與所述第二波長范圍相互不同。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光源，其中 濾波結(jié)構(gòu)(5)具有至少一個第三濾波元件(8)，該至少一個第三濾波元件布置在第一濾波元件(6)后面，并且 所述第三濾波元件(8)對于具有第三波長范圍(53)的電磁射線來說是不透明的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光源，其中 所述波長轉(zhuǎn)換材料被嵌入在基質(zhì)材料中。
19.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光源，其中 相干的第一電磁射線(51)在所述至少一個第一濾波元件的第一濾波區(qū)域中生成第一溫度， 不相干的第二電磁射線(52)在所述至少一個第一濾波元件的第二濾波區(qū)域中生成第二溫度，該第二溫度低于第一溫度，所述至少一個第一濾波元件(6)具有對于電磁射線來說與溫度有關(guān)的透射率(61)，并且 所述至少一個第一濾波元件(6)直到大于或等于第二溫度的溫度時都不透明。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的激光源，其中 所述至少一個第一濾波元件(6)包括至少一個層，該至少一個層具有至少一種如下組中的元素，所述組由銻、銀、鉬、鈀和鋅組成。
21.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光源，其中 濾波結(jié)構(gòu)(5)具有至少一個第四濾波元件(9)，該至少一個第四濾波元件(9)布置在半導(dǎo)體層序列(10)的面上，所述面的延伸方向平行于輻射方向(90)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的激光源，其中 所述半導(dǎo)體層序列(10)具有多個層，并且 所述面是所述多個層的界面。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的激光源，其中 所述至少一個第四濾波元件(9)布置在半導(dǎo)體層序列(10)的多個層中的兩個層之間。
24.根據(jù)權(quán)利要 求23所述的激光源，其中 所述至少一個第四濾波元件(9)被構(gòu)造為半導(dǎo)體層序列(10)的覆蓋層(5)。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的激光源，其中 所述面是半導(dǎo)體層序列(10)的與射線輸出耦合面(12)不同的表面(14)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的激光源，其中 所述面是半導(dǎo)體層序列(10)的側(cè)面。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的激光源，其中 所述至少一個第四濾波元件(9)包括至少一個具有不透明材料的層。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的激光源，其中 所述至少一個第四濾波元件(9)包括表面結(jié)構(gòu)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的激光源，其中 半導(dǎo)體層序列(10 )具有生長方向， 具有表面結(jié)構(gòu)的表面被布置為與生長方向垂直，并且 所述表面結(jié)構(gòu)被布置為橫向地與活性區(qū)域(45)之間存在位移。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的激光源，其中 所述表面結(jié)構(gòu)具有粗糙部或至少一個凹陷。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的激光源，其中 具有所述表面結(jié)構(gòu)的表面是半導(dǎo)體層序列(10 )的襯底(I)或者電接觸層(2 )的朝向或者背向活性區(qū)域的表面。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的激光源，其中 所述至少一個凹陷被構(gòu)造為溝。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的激光源，其中 所述溝具有延伸方向，并且 所述延伸方向與輻射方向(90)包圍大于或等于0°并且小于或等于90°的角。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的激光源，其中所述表面結(jié)構(gòu)至少部分地被不透明材料覆蓋。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的激光源，其中 半導(dǎo)體層序列(10)具有兩個波導(dǎo)層(42，43)，在這兩個波導(dǎo)層(42，43)之間布置有活性區(qū)域(45)，并且 表面的所述表面結(jié)構(gòu)延伸到至少一個波導(dǎo)層(43)中。
36.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光源，其中 半導(dǎo)體層序列(10)被實施為邊緣發(fā)射的半導(dǎo)體激光器。
37.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光源，其中 半導(dǎo)體層序列(1 0)被實施為垂直發(fā)射的半導(dǎo)體激光器。
全文摘要
一種激光源，其包括具有活性區(qū)域(45)和射線輸出耦合面(12)的半導(dǎo)體層序列(10)和濾波結(jié)構(gòu)(5)，所述射線輸出耦合面(12)具有第一子區(qū)域(121)和與第一子區(qū)域(10)不同的第二子區(qū)域(122)，其中所述活性區(qū)域(45)在運行時生成具有第一波長范圍的相干的第一電磁射線(51)和具有第二波長范圍的不相干的第二電磁射線(52)，所述相干的第一電磁射線(51)沿著輻射方向(90)從第一子區(qū)域輻射，不相干的第二電磁射線(52)從第一子區(qū)域和第二子區(qū)域輻射，第二波長范圍包括第一波長范圍并且濾波結(jié)構(gòu)(5)至少部分地減弱從活性區(qū)域(45)沿著輻射方向(90)輻射的不相干的第二電磁射線(52)。
文檔編號H01S5/028GK103107481SQ201310049689
公開日2013年5月15日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者A.萊利, C.艾克勒, W.施米德, S.陶茨, W.賴爾, D.迪尼 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司